Церковь находилась в верхнем этаже в правой части здания. Над перекладиной был большой луковичный купол , на столбике справа от перекладины — маленькая главка.
В 1898 по предложению отца и дочери М. И. и О. М. Михельсон возникло Общество попечения о бесприютных детях, которое сразу же открыло детский приют. Для его последующего расширения средства пришлось собирать целых семь лет, хотя известный архитектор Р. Р. Марфельд согласился бесплатно составить проект и лично руководить работами.
Перестройка под приют бывшего жилого дома началась весной 1905 и шла очень быстро. 29 января 1906 этот приют для 200 детей – главным образом малолетних сирот Русско-японской войны – с фасадом в стиле модерн, покрытым белым облицовочным кирпичом, был освящен настоятелем Казанского собора прот. Д. Т. Мегорским.
Одновременно была освящена и церковь, украшенная главкой и звонницей. Она находилась в правой части здания на набережной, на третьем этаже, рядом с большим рекреационным залом, от которого отделялась раздвижной перегородкой. Деньги на ее устройство пожертвовал столичный купец Иван Осипович Чугреев. Рисунок одноярусного белого с золотом иконостаса с десятью иконами сделал сам зодчий. Потолок был расписан геометрическим узором. В 1912 приют расширили, построив шестиэтажный дворовый флигель.
Храм закрыт в 1919, через три года разорен и переделан под актовый зал детдома. Убранство передано во Владимирский собор (см. собор равноап. кн. ВЛАДИМИРА) и в сельскую церковь под Каргополем.
Последним перед революцией священником в приюте назван о. Алексий Петрович Орлов, уехавший в 1918 в Пензу и снявший сан.
Ныне в здании – Институт прикладной астрономии РАН.
